專(zhuān)利名稱(chēng)：低合金、碳素鋼大管坯在環(huán)形爐中的加熱工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金工業(yè)熱處理工藝技術(shù)改進(jìn)，尤其是一種低合金、碳素 鋼大管坯在環(huán)形爐中的加熱工藝方法。
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背景技術(shù)：
目前，低合金、碳素鋼大管坯(直徑彡270mm)在鋼管生產(chǎn)線環(huán)形爐中 的加熱工藝參見(jiàn)圖1，是將鋼管入爐后升溫加熱至1240-1250°C，再保溫出爐，總加熱時(shí)間 為175-300分鐘(根據(jù)不同管徑確定時(shí)間)，其中保溫段時(shí)間約占總加熱時(shí)間的3/10。按照 這樣的加熱工藝方法，是無(wú)法滿足現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)的節(jié)奏的，當(dāng)生產(chǎn)比較正常時(shí)，會(huì)在穿 孔機(jī)穿出毛管后的毛管表面出現(xiàn)大螺紋的陰影面，這種情況將直接導(dǎo)致軋機(jī)、定徑機(jī)的變 形不均，從而導(dǎo)致幾何尺寸的偏差加大；而且由于其溫度不均，會(huì)出現(xiàn)整枝鋼管上性能的不 均，很多鋼管生產(chǎn)廠家往往在出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)采用停產(chǎn)保溫的方式來(lái)加以解決，這樣肯定 會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)奏，降低單位產(chǎn)量，從而導(dǎo)致直接的經(jīng)濟(jì)損失。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有低合金碳素鋼大管坯在鋼管生產(chǎn)線環(huán) 形爐的加熱工藝，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證的問(wèn)題，提供一種新的低合金、碳素鋼大 管坯在環(huán)形爐中的加熱工藝方法。
本發(fā)明的具體方案是低合金、碳素鋼大管坯在環(huán)形爐中的加熱工藝方法，其特 征是管坯入爐后在一定時(shí)間內(nèi)升溫加熱至1270-U80°C，保持該溫度均熱一定時(shí)間后，降 至1M0-1250°C保溫一段時(shí)間后出爐；入爐總加熱時(shí)間為175-300分鐘，其中升溫加熱段 時(shí)間為總加熱時(shí)間的6/10，均熱段時(shí)間為總加熱時(shí)間的1/10，保溫段時(shí)間為總加熱時(shí)間的 3/10。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理分析如下鋼材在環(huán)形爐內(nèi)加熱的過(guò)程中，加熱是通過(guò)幾種方 式來(lái)實(shí)現(xiàn)的1、傳導(dǎo)溫差傳遞及高溫區(qū)向低溫區(qū)傳熱；2、輻射燒嘴火焰、爐體與鋼坯之 間的相互通過(guò)光的方式進(jìn)行傳熱；3、對(duì)流在爐內(nèi)熱氣體通過(guò)人為的方式按一定的路線流 動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行熱量的交換。管坯在低溫段時(shí)得到的熱量主要依靠對(duì)流和傳導(dǎo)的方式得到；而 高溫時(shí)O 500°C)得到的熱量主要依靠輻射的方式得到。由于管坯的加熱時(shí)間是按照以下 公式進(jìn)行計(jì)算的t=a XKXD t 加熱時(shí)間 α 加熱系數(shù) k 裝爐條件修正系數(shù) D 工件有效厚度由此公式可以看出，小口徑管坯和大口徑管坯的加熱時(shí)間是有差距的，小口徑管坯的 加熱時(shí)間比大口徑管坯的加熱時(shí)間短，因此其在高溫段的時(shí)間也就比大口徑管坯的時(shí)間 短，形成的氧化鐵皮的厚度就比大口徑管坯薄。而氧化鐵皮的厚度達(dá)到一定的程度會(huì)嚴(yán)重 影響管坯在高溫段的加熱(輻射)，大口徑管坯在環(huán)形爐的均熱段時(shí)，管坯需要獲得的熱量 的能力將大大削弱，因此傳統(tǒng)的加熱工藝制度在加熱大口徑管坯時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)管坯加熱不 均或加熱速度趕不上生產(chǎn)節(jié)奏的現(xiàn)象。為了解決這種問(wèn)題，本發(fā)明采用在環(huán)形爐升溫加 熱段最后一小段改為均熱段并把溫度提高20 40°C，其它工藝制度不變。這樣做的好處是在大管坯表面的氧化鐵皮不太厚的情況下提高其加熱溫度，熱量更加容易傳到管坯上， 而且要造成管坯表面和心部的溫度差增大；當(dāng)管坯進(jìn)入保溫段時(shí)，氧化鐵皮生成的較厚，保 溫段爐膛溫度較均熱段溫度低，根據(jù)傳熱原理，高溫區(qū)要向低溫區(qū)傳熱，管坯表面的溫度較 高，所以表面的熱量要向四周傳遞，而管坯表面又有一層厚厚的氧化鐵皮，而且爐膛還在加 熱，還在補(bǔ)充熱量，所以管坯表面的多余的熱量只能向管坯心部轉(zhuǎn)移，這樣等大管坯經(jīng)過(guò)保 溫段后，管坯的心部和表面的溫度差就會(huì)比傳統(tǒng)的老工藝低，從而達(dá)到管坯內(nèi)外加熱均勻， 而且又不影響生產(chǎn)節(jié)奏的目的。
本發(fā)明操作方便，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證。特別適合于大管徑低 合金、碳素鋼管的生產(chǎn)應(yīng)用。
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圖1是傳統(tǒng)加熱工藝曲線圖； 圖2是本發(fā)明加熱工藝曲線圖。
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具體實(shí)施例方式例1 在環(huán)形爐中加熱處理Φ 270mm的低合金鋼管的加工工藝方法是將管坯裝入環(huán)形 爐后在105分鐘內(nèi)升溫加熱至1270°C，保持1270°C均熱17. 5分鐘后，降至1240°C保溫52. 5 分鐘后出爐即可。
例2 在環(huán)形爐中加熱處理Φ 330mm的低合金鋼管的加工工藝方法是將管坯裝入 環(huán)形爐后在1 分鐘內(nèi)升溫加熱至1270°C，保持1280°C均熱21. 5分鐘后，降至1240°C保溫 64. 5分鐘后出爐即可。
例3 在環(huán)形爐中加熱處理Φ 390mm的低合金鋼管的加工工藝方法是將管坯裝入 環(huán)形爐后在153分鐘內(nèi)升溫加熱至1280°C，保持1270°C均熱25. 5分鐘后，降至1250°C保溫 76. 5分鐘后出爐即可。
例4 在環(huán)形爐中加熱處理Φ 460mm的低合金鋼管的加工工藝方法是將管坯裝入 環(huán)形爐后在180分鐘內(nèi)升溫加熱至1280°C，保持1280°C均熱30分鐘后，降至1250°C保溫 90分鐘后出爐即可。
權(quán)利要求
1.低合金、碳素鋼大管坯在環(huán)形爐中的加熱工藝方法，其特征是管坯入爐后在一定 時(shí)間內(nèi)升溫加熱至1270-U80°C，保持該溫度均熱一定時(shí)間后，降至1240-1250°C保溫一段 時(shí)間后出爐；入爐總加熱時(shí)間為175-300分鐘，其中升溫加熱段時(shí)間為總加熱時(shí)間的4/10， 均熱段時(shí)間為總加熱時(shí)間的1/10，保溫段時(shí)間為總加熱時(shí)間的3/10。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金工業(yè)熱處理工藝技術(shù)改進(jìn)，是一種低合金、碳素鋼大管坯在環(huán)形爐中的加熱工藝方法，特別是管坯入爐后在一定時(shí)間內(nèi)升溫加熱至1270-1280℃，保持該溫度均熱一定時(shí)間后，降至1240-1250℃保溫一段時(shí)間后出爐；入爐總加熱時(shí)間為175-300分鐘，其中升溫加熱段時(shí)間為總加熱時(shí)間的6/10，均熱段時(shí)間為總加熱時(shí)間的1/10，保溫段時(shí)間為總加熱時(shí)間的3/10；本發(fā)明解決了現(xiàn)有低合金、碳素大管坯在鋼管生產(chǎn)線環(huán)形爐的加熱工藝，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差的問(wèn)題，主要適用于φ270mm及以上直徑的大管坯加工。
文檔編號(hào)C21D9/08GK102041372SQ20101061676
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周立新, 黃濤 申請(qǐng)人:湖北新冶鋼特種鋼管有限公司